CN104701508A - 一种可充3v扣式锂电池的制作方法 - Google Patents

一种可充3v扣式锂电池的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以磷酸亚铁锂作正极、以铝作为负极的可充3V扣式锂电池的制作方法：磷酸亚铁锂、石墨、炭黑、聚四氟乙烯按比例混合均匀，干燥后压成圆片作正极；磷酸亚铁锂质量50%～60%的铝粉和镍粉按照质量比95：5比例混合均匀压成圆片作负极；加上0.1mm聚丙烯隔膜冲成圆片；在相对湿度≤2%的环境中，组装成扣式电池，加入1MLiFP6在EC/DMC(50:50)电解液，3MPa压力封口；对电池进行0.1C充电到3.5V，再保持3.5V恒压共计充电12小时，制成3V可充电扣式电池。本发明的优点在于方法简单，成本低，容量高、深度放电能力强、循环寿命长，适合大规模的工业化生产。

Description

一种可充3V扣式锂电池的制作方法
技术领域
本发明公开了一种以磷酸亚铁锂作正极、以铝作为负极的可充3V扣式锂电池的制作方法，属于化学储能技术的创新。
背景技术
可充3V扣式锂电池是一类重要的电池类型，主要用于电子电路板作为数据记忆体备用电源，广泛应用在笔记本电脑、移动电话、GPS导航仪等产品上。目前，这种电池主要采用锂化二氧化锰作为正极活性物质，锂铝合金作为负极活性物质，其优点是容量高、自放电小，但是也存在使用寿命短、深度放电能力差和成本高等缺点。电子产品的小型化、免维护等发展趋势迫切需要开发一种深度放电寿命长、成本低的可充3V扣式锂电池。
磷酸亚铁锂是一种新型的锂离子电池正极材料，具有容量高、循环寿命长、成本低和绿色环保等优点，通常与石墨负极构成3V可充电池。这种3V电池具有循环寿命长、成本低和绿色环保等优点，但是这种3V电池存在自放电比较大的问题，不能满足电子电路板数据记忆体备用电源的要求。并且，石墨负极的可逆比容量约为320～360mA小时/g，远远低于锂铝合金负极800～1000mA小时/g的可逆比容量，使得磷酸亚铁锂/石墨体系构成的3V扣式电池与现有的采用锂化二氧化锰作为正极活性物质，锂铝合金作为负极活性物质的3V电池相比没有容量优势。本发明采用了磷酸亚铁锂正极与铝粉负极制作3V扣式电池，解决了上述问题，而且制备方法简单，成本低，与现有采用锂化二氧化锰作为正极活性物质，锂铝合金作为负极活性物质的3V扣式电池相比在容量、放电深度、循环寿命、成本等方面有显著的优势，而且制作方法简单。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可充3V扣式锂电池的制作方法，其特征是采用磷酸亚铁锂作为正极活性物质并且采用铝粉作为负极活性物质。
本发明是通过以下技术方案加以实现的：
（1）把磷酸亚铁锂材料、鳞片石墨、炭黑、聚四氟乙烯乳液（浓度为50%）按照96：2：1：2混合均匀，110℃鼓风干燥2小时，再压成硬币状圆片，120℃真空干燥3小时，备用；
（2）把（1）中磷酸亚铁锂质量50%～60%的300目的铝粉，与200目镍粉按照质量比95：5比例混合，并混合均匀，再压成圆片；
（3）把0.1mm聚丙烯隔膜冲成圆片；
（4）在相对湿度≤2%的环境中，把（1）制备的圆片放入扣式电池的正极壳，上面放上（3）制备的隔膜圆片，再放上（2）制备的铝圆片，加入（1）中磷酸铁锂质量45%的1M LiFP6在EC/DMC(50:50)电解液，再扣上扣式电池负极盖，在装入标准扣式电池封口模具，在油压机上3MPa压力，压紧，取出电池；
（5）对（4）制备的电池进行0.1C充电到3.5V，再保持3.5V恒压共计充电12小时，制成3V可充电扣式电池；
（6）每个步骤圆片的尺寸规格按照不同扣式电池型号来确定，（1）中圆片直径比（2）中圆片直径小1mm，比（3）中圆片直径小2mm。
本发明的优点在于，这种方法简单，成本低，制作的电池具有容量高、深度放电能力强、循环寿命长，适合大规模的工业化生产，可以降低电池成本，扩大应用规模。
具体实施方式
实施例1
将电池级磷酸亚铁锂粉末96g和鳞片石墨粉2g、导电炭黑1g、2g50%聚四氟乙烯乳液放入研钵，研磨搅拌均匀，然后放入110℃鼓风烘箱中，烘干2小时，取0.25g混合物，放在压片机上压成Φ8.8mm厚度为0.97mm圆片，再放入120℃，-0.1MPa真空烘箱中，烘干3小时，降温，作为正极片待用。取12g 300目铝粉与0.63g200目镍粉放入研钵中混合，研磨均匀，取0.126g混合物在压片机压成Φ9.8mm厚度为0.59mm圆片，做负极片待用。取0.1mm厚度聚丙烯隔膜，冲成Φ10.8mm圆片，作为隔膜片待用。把正极片、隔膜片、负极片、CR1220电池正极壳、CR1220电池负极壳，对应的封口模具放入相对湿度为1.5%的干燥环境中，用镊子把正极放入CR1220电池正极壳上面，滴入0.22g1M LiFP6  EC/DMC(50%/50%wt)电解液，再放上隔膜片，然后放上负极片，最后把CR1220电池负极壳扣上，拿到封口机上进行封口。把封口的电池在充电仪上1.8mA充电到3.5V，转为3.5V恒压充电，累计充电时间为12小时，停止。对该电池1.8mA恒流放电到2.0V，放电时间为10.5小时。
实施例2
将电池级磷酸亚铁锂粉末96g和鳞片石墨粉2g、导电炭黑1g、2g50%聚四氟乙烯乳液放入研钵，研磨搅拌均匀，然后放入110℃鼓风烘箱中，烘干2小时，取0.25g混合物，放在压片机上压成Φ8.8mm厚度为0.97mm圆片，再放入120℃，-0.1MPa真空烘箱中，烘干3小时，降温，作为正极片待用。取14.4g 300目铝粉与0.74g200目镍粉放入研钵中混合，研磨均匀，取混合物0.152g在压片机压成Φ9.8mm厚度为0.64mm圆片，做负极片待用。取0.1mm厚度聚丙烯隔膜，冲成Φ10.8mm圆片，作为隔膜片待用。把正极片、隔膜片、负极片、CR1220电池正极壳、CR1220电池负极壳，对应的封口模具放入相对湿度为1.5%的干燥环境中，用镊子把正极放入CR1220电池正极壳上面,滴入0.22g1M LiFP6  EC/DMC(50%/50%wt)电解液，再放上隔膜片，然后放上负极片，最后把CR1220电池负极壳扣上，拿到封口机上进行封口。把封口的电池在充电仪上1.8mA充电到3.5V，转为3.5V恒压充电，累计充电时间为12小时，停止。对该电池1.8mA恒流放电到2.0V，放电时间为10.5小时。

Claims (2)

1.一种可充3V扣式锂电池的制作方法，其特征在于：制备方法的步骤是：
（1）把磷酸亚铁锂材料、鳞片石墨、炭黑、聚四氟乙烯乳液（浓度为50%）按照96：2：1：2混合均匀，110℃鼓风干燥2小时，再压成硬币状圆片，120℃真空干燥3小时，备用；
（2）把（1）中磷酸亚铁锂质量50%～60%的300目的铝粉，与200目镍粉按照质量比95：5比例混合，并混合均匀，再压成圆片；
（3）把0.1mm聚丙烯隔膜冲成圆片；
（4）在相对湿度≤2%的环境中，把（1）制备的圆片放入扣式电池的正极壳，上面放上（3）制备的隔膜圆片，再放上（2）制备的铝圆片，加入（1）中磷酸亚铁锂质量45%的1M LiFP6在EC/DMC(50:50)电解液，再扣上扣式电池负极盖，然后装入标准扣式电池封口模具，在油压机上3MPa压力，压紧，取出电池；
（5）对（4）制备的电池进行0.1C充电到3.5V，再保持3.5V恒压共计充电12小时，制成3V可充电扣式电池。
2.权利要求1所述的一种可充3V扣式锂电池的制作方法，其特征在于：所述的每个步骤圆片的尺寸规格按照不同扣式电池型号来确定，（1）中圆片直径比（2）中圆片直径小1mm，比（3）中圆片直径小2mm。
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